瞄准6G，“世界首款”紧凑型放大器IC突破100 GHz

随着世界日益互联，对更快、更高效的通信网络的需求不断增长。为了满足这一需求，研究人员正在开发5G和6G，以提高数据传输的速度和可靠性。

然而，在这些先进的通信网络中，一个主要的挑战是确保在更高的频带上的可靠操作。为了解决这一问题，NTT公司最近宣布了一种新的放大器IC模块，该模块可提供高达100 GHz带宽的高放大性能。

 

使用InP HBT技术的基带放大器IC的照片。图片由NTT提供

 

在这篇文章中，我们将讨论高频放大的挑战，它在5G和6G网络中的需求，以及NTT的放大器如何提供帮助。

 

5G和6G高频挑战

高频带提高了与5G和6G等下一代通信技术相关的数据速率。例如，5G毫米波波段在24 GHz至40 GHz的频率范围内工作，而6G毫米波频段预计在100 GHz至1 THz的频率范围外工作。

虽然这些更高的频率带来了更快的通信数据速率，但它们也带来了许多重大的设计挑战。

 

高频信号沿着传输介质遇到传输线效应。

 

射频电子中高频的主要挑战之一是存在显著的信号衰减。当高频信号在传输介质中传播时，它们会遇到传输线效应，如寄生效应，导致能量损失和信号幅度降低。在高级模型中，RF信号的信号衰减与频率成正比，这意味着随着频率的升高，信号会经历更大的衰减。

此外，当信号达到更高的频率时，由组件中的非线性引起的失真会对性能产生重大影响。例如，许多RF放大器往往在较高频率下增益下降，导致放大器输出失真和非线性，这可能导致信号处理中的误差和不准确。

 

解决方案：放大

在这两种情况下，射频设计的许多高频挑战都可以通过放大来解决。

 

增益和带宽通常是权衡的结果。图片由Petteri Aimonen提供

 

放大通过增加信号的幅度来帮助纠正与信号衰减有关的问题。关于失真，适当的放大可以通过确保信号被线性放大来帮助减少失真，从而保持原始信号的完整性。

然而，放大高频信号的一个重大挑战是，放大器往往在增益和带宽之间存在固有的折衷。在非线性和寄生现象往往导致更大的损耗和失真的更高频率下，这变得特别难以实现。理想情况下，射频设计者需要高增益和宽带宽，从而在整个频带上实现均匀一致的信号放大。

 

NTT推出100 GHz放大器IC

上周，NTT公司宣布推出一款带宽为100千兆赫的高频射频放大器。

这一突破基于两项主要创新：使用基于InP的异质结双极晶体管（InP-HBT）技术和先进的封装安装，将DC块功能纳入IC。通过这些技术的结合，NTT在1毫米x 1毫米的封装中创建了一个新的放大器IC模块，该模块在高频下实现了高增益，并在100 GHz以上实现了相对平坦的频率响应。

 

NTT的新放大器。图片由NTT提供

 

虽然更多细节尚未公布，但研究人员声称已经证明，放大器IC模块可以放大符号率为112吉波特的超宽带PAM-4信号，而不会失真。该公司希望其突破性成果将在未来的高速通信网络中发挥至关重要的作用，如创新和光无线网络（IOWN）和6G毫米波。